[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

本公开涉及半导体技术领域，本公开提供一种半导体结构及其形成方法。该半导体结构包括位于衬底上的第一有源层、第二有源层、沟道层以及柱状的栅极结构；沟道层至少覆盖栅极结构的侧壁；第一有源层和第二有源层均覆盖沟道层的部分侧壁，第一有源层和第二有源层分别位于沟道层沿衬底厚度方向相对的两侧；第一有源层和第二有源层的材料为具有第一电阻率的第一材料，沟道层的材料为具有第二电阻率的第一材料，第一电阻率小于第二电阻率。第一有源层和第二有源层位于相对的两侧可以解决半导体结构占用面积大的问题。同时，沟道层的材料与第一有源层和第二有源层的材料为具有不同电阻率的第一材料，可以解决沟道电流小的问题，改善半导体存储器的性能。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，涉及但不限于一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

动态随机存取存储器（Dynamic Random Access Memory，DRAM）是一种常见的半导体存储器，被广泛地应用于各种消费电子类产品，如电脑、手机、数码相机等。随着这些产品对半导体存储器的要求不断提高，如何进一步提高半导体存储器的集成度和优化半导体存储器性能成为了亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本公开的主要目的在于提供一种半导体结构及其形成方法。

为达到上述目的，本公开的技术方案是这样实现的：

本公开实施例提供了一种半导体结构，包括：

位于衬底上的第一有源层、第二有源层、沟道层以及柱状的栅极结构；

所述栅极结构沿所述衬底厚度的方向延伸；

所述沟道层至少覆盖所述栅极结构的侧壁；

所述第一有源层和所述第二有源层均覆盖所述沟道层的部分侧壁，所述第一有源层和所述第二有源层分别位于所述沟道层沿所述衬底厚度的方向相对的两侧；

其中，所述第一有源层和所述第二有源层的材料为具有第一电阻率的第一材料，所述沟道层的材料为具有第二电阻率的第一材料，所述第一电阻率小于所述第二电阻率。

上述方案中，所述第一材料为氧化铟镓锌；所述第一有源层和所述第二有源层的氧化铟镓锌中的氧空位的浓度大于所述沟道层的氧化铟镓锌中的氧空位的浓度。

上述方案中，所述第一有源层为源极，所述第二有源层为漏极；

所述第一有源层位于所述沟道层靠近所述衬底的一侧；所述第二有源层的顶面高于所述栅极结构的顶面;所述第二有源层的底面与所述栅极结构的顶面齐平。

上述方案中，所述半导体结构还包括位于所述栅极结构上的隔离结构和栅极插塞；

所述栅极插塞贯穿所述隔离结构且与所述栅极结构电连接。

上述方案中，所述沟道层的顶面高于所述栅极结构的顶面；所述沟道层覆盖所述第二有源层的内壁及顶面。

本公开实施例还提供了一种半导体结构的形成方法，所述半导体结构的形成方法包括：

在衬底上形成沿所述衬底厚度的方向间隔排布的第一有源材料层和第二有源材料层；

去除部分所述第一有源材料层和所述第二有源材料层，形成第一凹槽、第一有源层和第二有源层；所述第一凹槽贯穿所述第二有源层且至少部分贯穿所述第一有源层；

形成至少覆盖所述第一凹槽侧壁的沟道层；其中，所述第一有源层和所述第二有源层的材料为具有第一电阻率的第一材料，所述沟道层的材料为具有第二电阻率的第一材料，所述第一电阻率小于所述第二电阻率；

在形成有所述沟道层的第一凹槽中形成栅极结构。

上述方案中，所述第一材料为氧化铟镓锌，所述第一有源层和所述第二有源层的氧化铟镓锌中的氧空位的浓度大于所述沟道层的氧化铟镓锌中的氧空位的浓度。

上述方案中，在衬底上形成沿所述衬底厚度的方向间隔排布的第一有源材料层和第二有源材料层，包括：